[发明专利]一种金矿山设计矿石堆场和排土场的方法

说明书

技术领域

本发明属于真三维的计算机辅助设计和矿山的信息化与数字化领域，具体涉及一种金矿山设计矿石堆场和排土场的方法。

背景技术

自20世纪80年代以来，国内外矿山多采用软件进行矿山设计生产管理。国外用了如Supac，Micromine，Datamine等矿业软件。国内矿山通常对矿山运营中的矿石堆浸、废石排放的辅助设计采用AUTOCAD中的绘图和计算技术，并且以绘制二维平面图为主，通过求平切图上的每个切平面的面积，采用求棱台的体积方式求算堆场和排土场的体积。

对于堆场通常在图纸上圈定堆场的底部线条，根据该线条在AUTOCAD上进行范围缩放，形成棱台的上顶面面积和下底面面积，根据堆场的高度，计算棱台的体积，作为堆场的堆放矿石体积。

对于排土场通常的做法是在二维地形图上绘制出排土场的顶部范围线条，根据线条的节点以排土场安息角向下延伸，求算该延伸线条和等高线的交点，然后以一定的高程间隔求算切平面和延伸线的交点，将该切平面上的节点连线，并且和该高程的等高线构成切平面，求算切平面的面积，由从上至下的一系列切平面面积求算构成间隔棱台的体积，由棱台体积求和构成排土场所能排放废石的体积。

因此，在上述的传统做法中，通常采用在二维图上通过想象来建立三维空间的概念，利用切片的方式，形成棱台，通过求算棱台体积来代替堆场和排土场的体积，不能直观、真实的建立三维空间的堆场、排土场模型。

另外，在求算堆场顶边界线时，一般通过缩放的形式大致的获取出堆场的顶部边界，求算出的顶部边界和底部边界形成角度变化较大，不能准确地反映出堆场的变化趋势，导致求算出的堆场体积不精确。

其次，利用传统的排土场设计方法，采用切片的方式求算出当前设计的排土场体积，对于在该排土场形成后后续设计的排土场设计，必须经过测量的方式重新绘制等高线，才能再次设计下一个排土场，难于达到一次性的制定多期的排土场计划。

目前国内真三维环境下的矿山堆场、排土场辅助设计软件模块还多在研究中。

发明内容

本发明的目的之一是为解决矿山运营中的矿石堆浸、废石排放选址的难题，提供一种简单、直观、易操作、计算精确的矿山矿石堆场和排土场设计的方法。

本发明提供一种金矿山设计矿石堆场和排土场的方法，步骤包括：

S1：堆场设计，真实场景三维环境下矿石堆场范围圈定；

S2：真实场景三维环境下根据S1中所述堆场圈定后选定的堆场边界，对所述堆场进行平整，计算平整场地的填方量或挖方量，并且以三维模型显示填方体或挖方体；

S3：设定所述堆场的堆高及边坡角度，根据所述堆场底边界线自动生成堆场的三维模型；

S4：排土场的设计，当给定排土场顶部线条时，设定排土场顶部范围，圈定排土场顶边界线，根据地表三维模型和排土场自然安息角求算排土场底部边界范围。根据所述排土场顶边界线和排土场底边界线生成排土场三维模型，该模型与地表进行矢量剪切运算，保留地表以上部分，即为排土场三维多面体模型；

S5：当给定排土场底边界线时，由排土场自然安息角、排土场底边界线和给定的所述排土场的堆高，生成排土场的三维模型；

S6：根据所述排土场设计前的地表模型和所述排土场三维模型生成后的模型，进行地表缝合，使缝合后的地表模型为设计的排土场形成后的地表模型，便于后期排土场的设计；

S7：根据所述步骤S1-S6所述堆场和排土场三维模型建立后，对所述堆场和排土场三维模型对象，计算构成所述堆场和排土场的三维实体，求取所述堆场和排土场的体积。

进一步的，所述步骤S1中按预设计所述堆场的底部高程或者所述排土场的顶部高程，在三维模型基础上提供顶视图的设计环境进行所述矿石堆场及排土场圈定。

进一步的，所述步骤S2中对计算平整场地的填方量或挖方量时需调用三维矢量剪切分析和三维面、体BOOL运算模块。

进一步的，所述步骤S3中根据所述堆场底边界线自动生成堆场的三维模型具体为：由堆场底边界线，根据矢量运算规则，求取堆场的顶边界线，对堆场的顶边界线进行检查处理，消除歧义情况，根据所述堆场底边界线和堆场的顶边界线，以及顶、底的对应规则，生成三维的堆场体模型。

进一步的，所述步骤S4中所述排土场三维模型根据所述排土场顶边界线和排土场底边界线生成，并将此模型与地表进行矢量剪切分析，保留地表以上部分，生成排土场三维多面体模型。

进一步的，所述步骤S5中所述排土场底边界线为排土场最终形成后底部在地表的投影线。

进一步的：